JP2002238900A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コントラストイメージングを行う場合に、コ
ントラスト剤を明瞭に表示すると共に組織を適度に表示
する。 【解決手段】 互いに反転された位相関係をもって第１
送波及び第２送波が行われる（Ａ１及びＢ１）。２つの
受信信号に対して加算合成を行い（Ｃ１）、その加算合
成後の信号をバンドパスフィルタに通過させ、これによ
って所望のスペクトルを有する信号を生成する（Ｅ
１）。バンドパスフィルタは基本波成分及び高調波成分
にまたがった通過帯域特性を有する（Ｄ１）。同一位相
で２回の送波を行う場合においても、上記同様に高調波
成分及び基本波成分の両成分を利用して画像が形成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は超音波診断装置に関
し、特に生体内に注入されたコントラスト剤を画像化す
る装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】生体内にコントラスト剤（超音波造影
剤）を注入した状態において生体に対して超音波を送受
波し、これにより得られた受信信号に基づいて超音波画
像を形成するコントラストイメージング法が実用化され
ている。そのような超音波画像については、例えば、低
輝度で表示された組織を背景として、コントラスト剤を
高輝度で明瞭に表示することが望まれている。

【０００３】コントラスト剤は、例えば、多数の微小気
泡（マイクロバブル）からなるもので、超音波の照射に
よって、振動や破壊（崩壊）を生じるものである。コン
トラストイメージング法としては、従来から、高調波抽
出法及び差分抽出法が知られている。

【０００４】上記の高調波抽出法は、超音波の送受波に
よって得られた受信信号に含まれる高調波成分を例えば
ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）によって抽出し、その高
調波成分を用いて超音波画像（例えば二次元断層画像で
あるＢモード画像）を形成する方法である。コントラス
ト剤に超音波を照射すると、そのコントラスト剤におい
て振動、破壊が生じるが、その際に生成される反射波に
は歪みが生じ、つまり反射波に高調波が含まれる。高調
波抽出法は、そのような高調波を抽出し、それを画像化
するものである。

【０００５】上記の差分抽出法は、同一方向について、
短時間の間に超音波の送受波を２回行い、それにより得
られる２つの受信信号間で差分を演算し、その演算結果
を超音波画像として表示するものである。１回目の超音
波の送波によってコントラスト剤において振動、破壊及
び変移が生じ、つまりコントラスト剤の性状が変化す
る。その状態で２回目の送受波を行うと、１回目の送受
波による受信信号と２回目の送受波による受信信号との
間に差が生じる。差分抽出法は、そのような差を画像化
するものである。なお、１回目に送波される超音波と、
２回目に送波される超音波とで位相を同一にする場合の
他、位相を反転させる方法も知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、生体の
組織自体も超音波に対する非線形作用をもっており、す
なわち、組織での反射時にも超音波の波形が歪み、組織
からの反射波にも高調波が含まれる。上記高調波抽出法
によると、コントラスト剤が僅かしか存在しない部分に
ついては、組織による高調波成分が優勢、顕著になって
しまい、注目したいコントラスト剤からの高調波が超音
波画像上で埋もれてしまうという問題がある。

【０００７】一方、上記差分抽出法によると、２回の送
受波の間に組織が動いた場合に、差分演算後に、組織の
動きに相当する信号成分（特に基本波成分）がかなり漏
れ出てくる。つまり、その動きが何らの制限なく画像化
されてしまうという問題がある。組織がある程度画像化
されるのは寧ろ望まれることであるが（コントラスト剤
が存在しない部位において組織も表示されなければ当該
部位を画像上で特定できなくなるため、組織は例えば低
輝度で表示される必要がある）、組織からの反射波（特
に基本波成分）は非常に大きく、それがそのまま超音波
画像上において高輝度で顕著に表れてくると、コントラ
スト剤の観察を大きく阻害することになる。この問題
は、２回の超音波の送波を同一位相関係で行っても、位
相反転関係で行っても、同様に指摘できるものである。

【０００８】ちなみに、上記の差分抽出法において、組
織が完全に静止している場合について考察すると、同一
位相関係で２回の送波を行うと、コントラスト剤につい
ては、１回目の送波により性状変化が生じているため、
２つの受信信号の差分演算によって、基本波帯域及び高
調波帯域の両帯域においてコントラスト剤に相当する信
号成分を得ることができるが、一方、組織については、
２つの受信信号の差分演算時に、基本波帯域及び高調波
帯域の両帯域において組織に相当する信号成分が完全に
相殺されることになり、組織が画像化されないという問
題を指摘できる。これに対し、位相反転関係で２回の送
波を行えば、高調波帯域において、コントラスト剤だけ
でなく組織についても信号成分を得ることができ（正の
位相と負の位相では時間軸上において波形の歪み方が異
なるため）、その意味において利点がある。しかし、そ
のような方式においても、上述したように、組織が動い
ている場合には、組織が無制限に画像化されてしまう。
そこで、差分演算後の信号から高調波成分のみを抽出
し、それを画像化することも考えられるが、単に高調波
成分のみを画像化するだけでは、コントラスト剤が僅か
しか存在しない部位について、そのコントラスト剤を明
瞭に画像化することが困難である。

【０００９】以上のように、従来の高調波抽出法及び差
分抽出法は、生体の動静によらずに、コントラスト剤と
組織のそれぞれを適切に画像化できるものではなく、こ
のため新しいコントラストイメージング法が切望されて
いる。

【００１０】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、コントラスト剤を明瞭に画像
化できるとともに、生体組織についても適度に画像化で
きるようにすることにある。

【００１１】本発明の他の目的は、諸条件に応じて、基
本波成分と高調波成分の画像化割合を調整できるように
することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、コントラスト剤が注入された生体
に対して超音波の送受波を行って超音波画像を形成する
超音波診断装置において、第１超音波を生体内に送波す
る第１送波手段と、前記第１超音波が生体内で反射する
ことにより生成された第１反射波を受波し、第１受信信
号を出力する第１受波手段と、前記第１超音波と所定の
位相関係にある第２超音波を生体内に送波する第２送波
手段と、前記第２超音波が生体内で反射することにより
生成された第２反射波を受波し、第２受信信号を出力す
る第２受波手段と、前記第１受信信号と前記第２受信信
号とを合成し、合成信号を出力する信号合成手段と、前
記合成信号に基づいて、基本波成分及び高調波成分の各
含有割合が調整された両成分含有信号を生成する成分調
整手段と、前記両成分含有信号に基づいて超音波画像を
形成する画像形成手段と、を含むことを特徴とする。

【００１３】上記構成によれば、第１の送受波によって
得られた第１受信信号と、第２の送受波によって得られ
た第２受信信号とが合成されて合成信号が生成され、そ
の合成信号に基づいて両成分含有信号が生成され、その
両成分含有信号によって超音波画像が作成される。ここ
で、両成分含有信号は、基本波成分及び高調波成分の両
成分を含有し、しかも各成分の含有割合が固定調整ある
いは可変調整された信号である。よって、単に高調波成
分のみを画像化した場合並びに基本波成分及び高調波成
分をそのまま画像化した場合に生じる問題を解消、軽減
して、コントラスト剤及び組織をそれぞれ適度な輝度で
画像化できる。ちなみに、一般には、高調波成分につい
て重み付けを大きくし、基本波成分については重み付け
を小さくするのが望ましい。また、組織が動いている場
合において、その組織がクラッタ（高輝度ノイズ）とし
て画像化されるのを防止するために、基本波成分の特に
低域側を除去、抑圧するように成分調整を行うのが望ま
しい。

【００１４】望ましくは、前記両成分含有信号における
前記基本波成分と前記高調波成分の各含有割合を可変設
定する割合設定手段を含む。望ましくは、前記割合設定
手段は、ユーザーによって前記基本波成分と前記高調波
成分の各含有割合を可変設定するための手段である。こ
の場合に、複数の含有割合条件をプリセットしておき、
ユーザーによって超音波画像を見ながら、いずれかの条
件を選択できるようにしてもよい。望ましくは、前記割
合設定手段は、計測条件に応じて前記基本波成分と前記
高調波成分の各含有割合を可変設定する手段である。例
えば、サンプル点（反射点）の深さ、送信周波数、超音
波振動子の周波数特性、組織の種別などに応じて、自動
的に含有割合の可変設定（切替設定）を行うようにする
のが望ましく、また特に、組織が動いているか否か、あ
るいは、組織の動きの速さなどに応じて、含有割合の可
変設定を行うのが望ましい。

【００１５】（２）また、上記目的を達成するために、
本発明は、コントラスト剤が注入された生体に対して超
音波の送受波を行う超音波診断装置において、第１超音
波を生体内に送波する第１送波手段と、前記第１超音波
が生体内で反射することにより生成された第１反射波を
受波し、第１受信信号を出力する第１受波手段と、前記
第１超音波と位相反転関係にある第２超音波を生体内に
送波する第２送波手段と、前記第２超音波が生体内で反
射することにより生成された第２反射波を受波し、第２
受信信号を出力する第２受波手段と、前記第１受信信号
と前記第２受信信号とを加算して加算合成信号を出力す
る信号合成手段と、前記加算合成信号に基づいて、基本
波成分及び高調波成分の各含有割合が調整された両成分
含有信号を生成する成分調整手段と、前記両成分含有信
号に基づいて超音波画像を形成する画像形成手段と、を
含むことを特徴とする。

【００１６】上記構成によれば、２つの受信信号の加算
合成後に、コントラスト剤については、基本波成分及び
高調波成分の両者が現れ（組織動静によらず）、組織に
ついては、高調波成分のみが現れ（組織静止の場合）あ
るいは基本波成分及び高調波成分の両者が現れる（組織
の動きがある場合）。いずれにしても、両成分の含有割
合を調整しつつ両成分によって超音波画像を形成すれ
ば、コントラスト剤については高調波成分だけでなく基
本波成分も加味して、明瞭な画像表示を行うことがで
き、組織については、その動静にもよるが、一定割合で
画像表示を行うことができる。その場合においても、基
本波成分がそのまま画像化されるわけではないため、組
織がクラッタとして画像化されることを防止でき、ある
いはクラッタを大幅に軽減できる。例えば、組織が静止
している場合には、基本波成分の重み付けを大きくし
て、コントラスト剤の信号成分をより取り込むようにし
てもよく、組織が動いている場合には、基本波成分の重
み付けを小さくして、クラッタの除去、抑制を優先させ
るようにしてもよい。

【００１７】望ましくは、前記成分調整手段は、前記基
本波成分と前記高調波成分とに対応した通過帯域特性を
有するフィルタによって構成される。すなわち、基本波
成分と高調波成分の両成分に跨った通過帯域特性を設定
すれば、単一のフィルタによって、両成分の含有割合の
調整を一度に行うことができるので簡便である。ここ
で、例えばフィルタの中心周波数を、基本波の周波数の
１．５倍あるいはその近傍に設定し、フィルタの通過帯
域幅を、二次高調波の大部分及び基本波の低域側を除く
中上域部分をカバーするように設定してもよい。

【００１８】望ましくは、前記両成分含有信号に対して
検波を行う検波手段を含み、前記画像形成手段には前記
検波後の両成分含有信号が入力される。

【００１９】望ましくは、前記成分調整手段は、少なく
とも前記基本波成分に対応した第１通過帯域特性を有す
る第１フィルタと、前記高調波成分に対応した第２通過
帯域特性を有する第２フィルタと、前記第１フィルタの
第１フィルタ出力信号と前記第２フィルタの第２フィル
タ出力信号とを重み付け加算して前記両成分含有信号を
出力する加算器と、を含む。

【００２０】上記構成によれば、基本波成分と高調波成
分の各含有割合の調整を容易に行うことができ、特に、
高調波成分について重み付けを大きくして、コントラス
ト剤の画像をより強調することも容易である。ここで、
第１フィルタに対しては、基本波成分だけをカバーする
通過帯域特性を設定してもよいが、望ましくは、上述し
たフィルタと同様に、基本波成分及び高調波成分の両成
分をカバーする通過帯域特性を設定するのが望ましい。

【００２１】望ましくは、前記第１フィルタ出力信号に
対して検波を行う第１検波手段と、前記第２フィルタ出
力信号に対して検波を行う第２検波手段と、を含み、前
記加算器には前記検波後の第１フィルタ出力信号及び前
記検波後の第２フィルタ出力信号が入力される。

【００２２】（３）また、上記目的を達成するために、
本発明は、コントラスト剤が注入された生体に対して超
音波の送受波を行う超音波診断装置において、第１超音
波を生体内に送波する第１送波手段と、前記第１超音波
が生体内で反射することにより生成された第１反射波を
受波し、第１受信信号を出力する第１受波手段と、前記
第１超音波と同一位相関係にある第２超音波を生体内に
送波する第２送波手段と、前記第２超音波が生体内で反
射することにより生成された第２反射波を受波し、第２
受信信号を出力する第２受波手段と、前記第１受信信号
と前記第２受信信号との差分を演算して差分合成信号を
出力する信号合成手段と、基本波成分及び高調波成分に
対応した通過帯域特性を有し、前記差分合成信号を入力
して第１フィルタ出力信号を出力する第１フィルタと、
高調波成分に対応した通過帯域特性を有し、前記第２受
信信号を入力して第２フィルタ出力信号を出力する第２
フィルタと、前記第１フィルタ信号と前記第２フィルタ
信号とを加算して、基本波成分及び高調波成分の各含有
割合が調整された両成分含有信号を生成する加算手段
と、前記両成分含有信号に基づいて超音波画像を形成す
る画像形成手段と、を含むことを特徴とする。

【００２３】上記構成によれば、２つの受信信号の減算
合成後に、コントラスト剤については、基本波成分及び
高調波成分の両者が現れ（組織動静によらず）、組織に
ついては、その動きがある場合にだけ、基本波成分及び
高調波成分の両者が現れる。よって、差分合成信号だけ
を利用して超音波画像を形成すると、組織の静止時に、
組織が画像化されないことになるが、上記構成において
は、差分合成信号に対して第２フィルタ出力信号が加算
されるため、組織についても常に画像化することが可能
となる。ここで、差分合成信号に対して、第２受信信号
から高調波成分を抽出することなく基本波も含めて加算
することも可能であるが、組織が動いている場合には、
組織の信号成分の割合が大きくなり過ぎる可能性がある
ので、差分合成信号に対しては第２フィルタ出力信号
（高調波成分）を加算するのが望ましい。

【００２４】よって、上記構成に従って、両成分の含有
割合を調整しつつ両成分によって超音波画像を形成すれ
ば、コントラスト剤の明瞭な表示と組織の適度な表示と
を両立させることができる。各フィルタの特性について
は、上述同様のものを設定するのが望ましい。

【００２５】望ましくは、前記両成分含有信号に対して
検波を行う検波手段を含み、前記画像形成手段には前記
検波後の両成分含有信号が入力される。望ましくは、前
記第１フィルタ出力信号に対して検波を行う第１検波手
段と、前記第２フィルタ出力信号に対して検波を行う第
２検波手段と、を含み、前記加算手段には、前記検波後
の第１フィルタ出力信号及び前記検波後の第２フィルタ
出力信号が入力される。

【００２６】（４）また、上記目的を達成するために、
本発明は、コントラスト剤が注入された生体に対して超
音波の送受波を行って超音波画像を形成する超音波診断
装置において、第１超音波を生体内に送波する第１送波
手段と、前記第１超音波が生体内で反射することにより
生成された第１反射波を受波し、第１受信信号を出力す
る第１受波手段と、前記第１超音波と所定の位相関係に
ある第２超音波を生体内に送波する第２送波手段と、前
記第２超音波が生体内で反射することにより生成された
第２反射波を受波し、第２受信信号を出力する第２受波
手段と、前記第１受信信号と前記第２受信信号とを合成
し、合成信号を出力する信号合成手段と、前記合成信号
に基づいて超音波画像を形成する画像形成手段と、を含
み、前記超音波画像における前記コントラスト剤の輝度
分布と生体組織の輝度分布とを相対的に変化させる手段
を含むことを特徴とする。

【００２７】上記構成において、コントラスト剤の輝度
分布と生体組織の輝度分布とを相対的に変化する手段
は、超音波画像の形成に当たって利用される信号（合成
信号を含む）における高調波成分及び基本波成分につい
て重み付けを行うものである。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づいて説明する。

【００２９】図１には、本発明に係る超音波診断装置の
好適な実施形態が示されており、図１はその全体構成を
示すブロック図である。この超音波診断装置は上述した
コントラストイメージングを行う機能を有しており、図
１には、それに関連する構成がブロック図として示され
ている。

【００３０】図１において、プローブ１０は、体表面上
に当接して用いられあるいは体腔内に挿入して用いられ
る超音波探触子である。プローブ１０内には複数の振動
素子からなるアレイ振動子が設けられており、そのアレ
イ振動子によって超音波ビーム２０２が形成される。周
知のように、この超音波ビーム２０２を電子走査するこ
とによって、図１に示す走査面２００が形成される。こ
こで、その電子走査方式としては、電子リニア走査や電
子セクタ走査などをあげることができる。

【００３１】本実施形態においては、コントラストイメ
ージングを行うために、超音波診断に先だってあるいは
超音波診断と共に、注射器などを利用して生体内に超音
波造影剤としてのコントラスト剤が注入される。そのコ
ントラスト剤は生体内の血流と共に生体内各部に運ばれ
る。例えば、血管に狭窄が生じていると、その狭窄部位
の先では血流が十分に行かないことから、その部分にお
いてはコントラスト剤の濃度も極めて低くなり、よっ
て、コントラスト剤を画像化した場合には、コントラス
ト剤の有無によって血管の狭窄などの各種の疾病診断を
行うことができる。

【００３２】図１においては、血管２０４内にコントラ
スト剤２０６が注入されている状態が示されている。こ
こで、コントラスト剤２０６は上述したように多数のマ
イクロバブルによって構成されるものであり、超音波を
受けると振動や破壊を生じ、その結果、超音波に対する
非線形作用を発揮するものである。このコントラスト剤
自体は公知の材料である。

【００３３】図１において、送信部１２は、上述したア
レイ振動子を構成する各振動素子に対して送信信号を供
給する回路であり、いわゆる送信ビームフォーマーとし
て機能する。受信部１４は、上述したアレイ振動子を構
成する各振動素子からの受信信号に対して整相加算処理
を実行する回路であり、いわゆる受信ビームフォーマー
として機能する。整相加算後の受信信号は、受信信号処
理部２０へ出力される。制御部１６は、ＣＰＵや所定の
プログラムなどによって構成されるものであり、本装置
内の各構成の動作制御を行っている。制御部１６には操
作パネル１８が接続されており、その操作パネルを利用
して入力された設定条件に従って、制御部１６が装置の
動作制御を行う。ちなみに操作パネル１８は例えばキー
ボードやトラックボールなどで構成されるものである。

【００３４】なお、後述する各種のフィルタのフィルタ
特性をユーザーによって変更する場合や後述する重み付
け加算における重み付け割合などをユーザーによって設
定する場合には、上記の操作パネル１８が利用される。

【００３５】受信信号処理部２０は、コントラストイメ
ージングを行うための受信信号処理を行う回路である。
この受信信号処理部２０の具体的な回路構成例について
は後に図２〜図６を用いて詳述する。いずれにしても、
受信信号処理部２０によって処理された受信信号は画像
形成部２２へ出力される。

【００３６】画像形成部２２は例えばＤＳＣ（デジタル
スキャンコンバータ）や各種の画像処理回路などを含む
ものであり、本実施形態においては、受信信号処理部２
０から出力される受信信号に基づいてＢモード画像が形
成されている。もちろん公知のドプラ信号処理などを行
ってもよい。画像形成部２２によって形成された超音波
画像の画像データは表示器２４に出力され、その表示器
２４の表示画面上に超音波画像が表示される。本実施形
態において、その超音波画像はコントラスト剤と組織と
を同時に二次元断層画像として表した画像であり、例え
ば、コントラスト剤については、高輝度で表示され、組
織については低域度で背景画像として表示される。もち
ろん、超音波画像の構成例としては各種ものをあげるこ
とができる。

【００３７】本実施形態において、コントラストイメー
ジングを行うために、走査面２００を形成する場合に、
同一方向について２回ずつ超音波の送受波が行われる。
超音波の送信繰り返し周波数は例えば４ｋＨｚであり、
つまり、同一方向についての２回の超音波の送波の間隔
は極めて短時間である。制御部１６は、送信部１２及び
受信部１４に対して上記の各方向ごとに２回の超音波の
送受波が行われるように、送信ビーム形成及び受信ビー
ム形成の制御を行っている。また、本実施形態において
は、第１回目の超音波の送波と第２回目の超音波の送波
とで位相を反転させる位相反転モードと、第１回目の超
音波の送波と２回目の超音波の送波とで位相を同じにす
る同一位相モードとを有しており、制御部１６は、選択
されたモードに応じて送信波の位相の制御を行ってい
る。なお、プローブ１０としては、基本波帯域及び高調
波（二次高調波）帯域の両者をカバーする広帯域型の周
波数特性をもったものを利用するのが望ましい。

【００３８】次に、図２〜図６を用いて、図１に示した
受信信号処理部２０の具体的な構成例について説明す
る。なお、図２〜図４に示す構成例は、上記の位相反転
モードを実行する場合における回路構成例であり、図５
及び図６に示す回路は、上記の同一位相モードを実行す
る場合における構成例である。

【００３９】図２に示す構成例について説明する。

【００４０】ラインメモリ３０は、超音波ビーム１本分
の受信信号（エコーデータ）を格納するメモリであり、
このラインメモリ３０には第１回目の送波によって得ら
れた第１受信信号が格納される。次に、第２回目の超音
波の送波が行われると、第２受信信号が得られるが、そ
の第２受信信号は、ラインメモリ３０から読み出された
第１受信信号と加算器３２において加算合成される。

【００４１】図７の（Ａ１）は、ラインメモリ３０から
出力される第１受信信号のスペクトルを表しており、図
７の（Ｂ１）は、第２受信信号のスペクトルを表してい
る。（Ａ１）に示すスペクトルにおいて、符号１００−
１は、基本波成分を示しており、符号１０２−１は高調
波成分（二次高調波成分）を示している。これと同様
に、スペクトル（Ｂ１）において、符号１００−２は、
基本波成分を示しており、符号１０２−２は高調波成分
を示している。上述のように、高調波成分は、コントラ
スト剤の振動、破壊あるいは非線形作用などによって生
成され、また、生体の非線形作用によっても生成され
る。ちなみに、生体による高調波成分よりもコントラス
ト剤による高調波成分のほうが一般に大きい。高調波成
分１０２−１と高調波成分１０２−２とを比較すると、
第２受信信号に含まれる高調波成分１０２−２の方が小
さいが、それは第１回目の超音波の送波により一定の割
合でコントラスト剤が破壊されたためである。この大小
関係は、基本波成分についても同様である。

【００４２】図７の（Ｃ１）には、図２に示した加算器
３２から出力される信号のスペクトルが示されている。
このスペクトルは大別して基本波成分１０４と高調波成
分１０６とからなるものである。組織が静止している場
合、基本波成分１０４はコントラスト剤によって生じた
ものであり、また、高調波成分１０６はコントラスト剤
及び組織の双方によって生じたものである。一方、組織
が動いている場合、基本波成分１０４はコントラスト剤
及び組織によって生じたものであり、これは高調波成分
１０６についても同様である。

【００４３】図２において、ＢＰＦ（バンドパスフィル
タ）３４は、例えば図７の（Ｄ１）に示すフィルタ特性
１０８を有するものである。このフィルタ特性１０８は
図２に示すフィルタ特性設定器３６によって可変するこ
とが可能であり、具体的には中心周波数及び通過帯域幅
を自在に設定することができる。いずれにしても、基本
波成分及び高調波成分の両者にまたがって通過帯域を設
定し、しかも基本波成分及び高調波成分のそれぞれにつ
いて適当な重み付けを行うフィルタ特性を設定すること
により、コントラスト剤に相当する信号成分をより抽出
しつつも、組織に相当する信号成分を一定割合で含有さ
せた両成分含有信号を得ることが可能となる。

【００４４】図７の（Ｅ１）には上記のＢＰＦ３４から
の出力信号のスペクトル１１０が示されており、ＢＰＦ
３４の入力信号のスペクトル（（Ｃ１）参照）に対して
各成分の重み付けを行った後のスペクトルである。

【００４５】もちろん、図７に示す各スペクトル及びフ
ィルタ特性は、発明を説明するための概略的なものであ
り、実際のスペクトル等は計測条件によって大なり小な
り異なってくる。いずれにしても、図２に示す構成によ
れば、単一のフィルタによって重み付けを行いつつ両成
分を適宜抽出することができるので、フィルタ特性を例
えば超音波画像を見ながら可変設定すれば、所望の画質
を得ることが可能となる。

【００４６】特に、組織が静止している場合、コントラ
スト剤からの基本波成分を積極的に利用することができ
るので、超音波画像上においてコントラスト剤を明瞭に
表示することができ、コントラスト剤がわずかな部位で
あっても、そこに存在しているコントラスト剤を明るく
画像表示することが可能となる。ちなみに、組織が動い
ている場合、例えば基本波成分における低域側を大幅に
カットするフィルタ特性を設定すれば、組織による基本
波成分を抑圧しつつもコントラスト剤による基本波成分
を取り込んで、やはりコントラスト剤を明瞭に画像表示
することが可能となる。よって、組織の動静に応じてフ
ィルタ特性を自動的に切り換えるように構成するのが望
ましい。この場合に、組織の動静は例えばフレーム間に
おいて動きベクトルを検出する公知の手法などを利用す
ることが可能である。

【００４７】なお、図２において、ＢＰＦ３４から出力
される受信信号（ＲＦ信号）は検波回路３８に入力さ
れ、その受信信号に対して検波処理がなされる。そし
て、検波回路３８からエンベロープ信号としての受信信
号が出力され、図１に示した画像形成部２２に送られ
る。

【００４８】図３の構成例において、ラインメモリ３
０、加算器３２及び検波回路３８については、図２に示
したものと同一であるため、その説明を省略する。

【００４９】図３において、成分調整部４０は、加算器
３２から出力された受信信号を入力する第１ＢＰＦ４２
及び第２ＢＰＦ４４と、それらのＢＰＦ４２，４４から
出力された信号に対して重み付け加算を実行する加算部
４６とで構成されている。

【００５０】第１ＢＰＦ４２は、基本波成分及び高調波
成分の両者にまたがった通過帯域特性を有するものであ
る（図８の（Ｅ２）参照）。第２ＢＰＦ４４は、高調波
成分を抽出する通過帯域特性を有している（図８（Ｄ
２）参照）。それらの第１ＢＰＦ４２及び第２ＢＰＦ４
４のフィルタ特性は上述同様にユーザー設定によりある
いは自動的な設定により、可変することが可能である。

【００５１】加算部４６は２つの乗算器４８，５０と加
算器５２とで構成され、２つの乗算器４８，５０におい
て各ＢＰＦ４２，４４から信号に対してそれぞれ重み付
け値β，１−βを乗算し、その重み付け後の各信号を加
算器５２において加算するものである。ここで、その係
数βについては例えばユーザー設定することが可能であ
り、あるいは自動的に可変設定することが可能である。

【００５２】よって、図３に示す構成例によれば、基本
波成分及び高調波成分をそれらの含有割合を調整しつつ
抽出できると共に、それに対してさらに高調波成分を加
算して、その結果としてコントラスト剤の信号成分及び
組織の信号成分のそれぞれの割合を最適化することが可
能であり、しかも重み付け係数の調整により、容易にあ
るいは多様性をもって信号成分の調整を行えるという利
点がある。ちなみに、加算器５２の出力信号のスペクト
ルについては図８の（Ｆ２）に示したものが参考とな
る。もちろん、図８に示す各スペクトルなども、それら
はあくまでも一例であって、実際の装置においては計測
条件等によって変動する。

【００５３】図４に示す構成例は図３に示した構成の変
形例であって、成分調整部５４において、第１ＢＰＦ４
２及び第２ＢＰＦ４４と、加算部４６との間に検波回路
３８Ａ，３８Ｂが挿入されている。すなわち、目的とす
るスペクトルを有する受信信号を形成した後に検波を行
ってもよいが、図４に示すように、重み付け加算に先だ
って検波処理を行うようにしてもよい。回路構成上は、
図３に示す構成例の方が有利と思われる。

【００５４】次に、図５及び図６を用いて、上記の同一
位相モードを実行する場合の構成例について説明する。
図５において、ラインメモリ６０は、上述したラインメ
モリ３０と同様の機能を有するものである。差分器６２
においては、ラインメモリ６０から出力される第１受信
信号とそれとは別に入力される第２受信信号とに対する
差分演算が実行され、差分合成された信号が出力されて
いる。

【００５５】図８の（Ａ２）は、第１受信信号のスペク
トルを示しており、図８の（Ｂ２）は第２受信信号のス
ペクトルを示している。同一位相か反転位相かの違いは
あるが、スペクトル上は（Ａ１）及び（Ｂ１）に示した
ものと同様である。なお、（Ａ２）及び（Ｂ２）におい
て、符号１２０−１及び符号１２０−２は基本波成分を
示しており、符号１２２−１及び符号１２２−２は高調
波成分を示している。

【００５６】図８（Ｃ２）は、図５に示した差分器６２
から出力される信号のスペクトルを示している。ここに
おいて、符号１２４は基本波成分を示しており、符号１
２６は高調波成分を示している。ここで、組織が静止し
ている場合、基本波成分１２４は、コントラスト剤によ
って生じたものであり、高調波成分１２６についてもコ
ントラスト剤によって生じたものである。一方、組織が
動いている場合、基本波成分１２４はコントラスト剤及
び組織によって生じたものであり、これは高調波成分１
２６についても同様である。

【００５７】図５において、成分調整部６４は、図３に
示した回路構成例と同様に、第１ＢＰＦ６６及び第２Ｂ
ＰＦ６８と加算部７０とによって構成されている。ここ
で、第１ＢＰＦ６６には差分器６２からの出力信号が入
力されており、一方第２ＢＰＦ６８には第１受信信号が
入力されている。

【００５８】図８の（Ｅ２）には、図５に示した第１Ｂ
ＰＦ６６のフィルタ特性１３０が示されており、このフ
ィルタ特性１３０は基本波成分及び高調波成分にまたが
って設定されたものである。図８の（Ｄ２）には図５に
示した第２ＢＰＦ６８のフィルタ特性１２８が示されて
おり、そのフィルタ特性１２８は高調波を抽出する通過
帯域特性を有している。

【００５９】図５における加算部７０は、上記の加算部
４６と同様に、２つの乗算器７２，７４と加算器７６と
で構成され、上述同様に重み付け加算を行うものであ
る。

【００６０】図８の（Ｆ２）には、図５に示した加算器
７６からの出力信号のスペクトル１３２が示されてお
り、すなわち第１ＢＰＦ６６から出力される信号及び第
２ＢＰＦ６８から出力される信号についての重み付け加
算後の結果が示されている。

【００６１】図５に示す構成例によれば、差分合成後の
信号のみによると、組織が静止している場合に組織自体
の画像化が行えなくなるが、第２ＢＰＦ６８を介して組
織の高調波成分を積極的に取り込むことが可能であり、
結果として組織の画像化が可能となる。もちろん、コン
トラスト剤と組織の画像のそれぞれの輝度分布の調整は
各ＢＰＦ６６，６８のフィルタ特性の調整や上記の重み
付けにおける係数の調整などによって行うことができ
る。

【００６２】なお、加算器７６から出力される信号は検
波回路３８に入力され、そこで検波処理されるが、これ
は図２に示した構成と同様である。

【００６３】図６に示す構成例では、図５に示した構成
例の変形例であって、第１ＢＰＦ６６及び第２ＢＰＦ６
８と重み付け加算部７０との間に検波回路３８Ａ，３８
Ｂが挿入されている。すなわち、ＲＦ信号の状態におい
て重み付け加算を行ってもよいし、図６に示すように検
波後の信号に対して重み付け加算を行うこともできる。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
超音波画像上においてコントラスト剤をより明瞭に表示
でき、しかも組織を適度に画像化できるという利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る超音波診断装置の全体構成を示
すブロック図である。

【図２】 図１に示す信号処理部の構成例を示す図であ
る。

【図３】 図１に示す信号処理部の他構成例を示す図で
ある。

【図４】 図１に示す信号処理部の他構成例を示す図で
ある。

【図５】 図１に示す信号処理部の他構成例を示す図で
ある。

【図６】 図１に示す信号処理部の他構成例を示す図で
ある。

【図７】 位相反転モードにおける信号処理例を説明す
るための図である。

【図８】 同一位相モードにおける信号処理例を説明す
るための図である。

【符号の説明】

１０ プローブ、１２ 送信部、１４ 受信部、１６
制御部、２０ 受信信号処理部、２２ 画像形成部、２
４ 表示器。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コントラスト剤が注入された生体に対し
   て超音波の送受波を行って超音波画像を形成する超音波
   診断装置において、 第１超音波を生体内に送波する第１送波手段と、 前記第１超音波が生体内で反射することにより生成され
   た第１反射波を受波し、第１受信信号を出力する第１受
   波手段と、 前記第１超音波と所定の位相関係にある第２超音波を生
   体内に送波する第２送波手段と、 前記第２超音波が生体内で反射することにより生成され
   た第２反射波を受波し、第２受信信号を出力する第２受
   波手段と、 前記第１受信信号と前記第２受信信号とを合成し、合成
   信号を出力する信号合成手段と、 前記合成信号に基づいて、基本波成分及び高調波成分の
   各含有割合が調整された両成分含有信号を生成する成分
   調整手段と、 前記両成分含有信号に基づいて超音波画像を形成する画
   像形成手段と、を含むことを特徴とする超音波診断装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の装置において、 前記両成分含有信号における前記基本波成分と前記高調
   波成分の各含有割合を可変設定する割合設定手段を含む
   ことを特徴とする超音波診断装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の装置において、 前記割合設定手段は、ユーザーによって前記基本波成分
   と前記高調波成分の各含有割合を可変設定するための手
   段であることを特徴とする超音波診断装置。
4. 【請求項４】 請求項２記載の装置において、 前記割合設定手段は、計測条件に応じて前記基本波成分
   と前記高調波成分の各含有割合を可変設定する手段であ
   ることを特徴とする超音波診断装置。
5. 【請求項５】 コントラスト剤が注入された生体に対し
   て超音波の送受波を行う超音波診断装置において、 第１超音波を生体内に送波する第１送波手段と、 前記第１超音波が生体内で反射することにより生成され
   た第１反射波を受波し、第１受信信号を出力する第１受
   波手段と、 前記第１超音波と位相反転関係にある第２超音波を生体
   内に送波する第２送波手段と、 前記第２超音波が生体内で反射することにより生成され
   た第２反射波を受波し、第２受信信号を出力する第２受
   波手段と、 前記第１受信信号と前記第２受信信号とを加算して加算
   合成信号を出力する信号合成手段と、 前記加算合成信号に基づいて、基本波成分及び高調波成
   分の各含有割合が調整された両成分含有信号を生成する
   成分調整手段と、 前記両成分含有信号に基づいて超音波画像を形成する画
   像形成手段と、 を含むことを特徴とする超音波診断装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の装置において、 前記成分調整手段は、前記基本波成分と前記高調波成分
   とに対応した通過帯域特性を有するフィルタによって構
   成されることを特徴とする超音波診断装置。
7. 【請求項７】 請求項５記載の装置において、 前記両成分含有信号に対して検波を行う検波手段を含
   み、 前記画像形成手段には前記検波後の両成分含有信号が入
   力されることを特徴とする超音波診断装置。
8. 【請求項８】 請求項５記載の装置において、 前記成分調整手段は、 少なくとも前記基本波成分に対応した第１通過帯域特性
   を有する第１フィルタと、 前記高調波成分に対応した第２通過帯域特性を有する第
   ２フィルタと、 前記第１フィルタの第１フィルタ出力信号と前記第２フ
   ィルタの第２フィルタ出力信号とを重み付け加算して前
   記両成分含有信号を出力する加算器と、 を含むことを特徴とする超音波診断装置。
9. 【請求項９】 請求項８記載の装置において、 前記第１フィルタ出力信号に対して検波を行う第１検波
   手段と、 前記第２フィルタ出力信号に対して検波を行う第２検波
   手段と、 を含み、 前記加算器には前記検波後の第１フィルタ出力信号及び
   前記検波後の第２フィルタ出力信号が入力されることを
   特徴とする超音波診断装置。
10. 【請求項１０】 コントラスト剤が注入された生体に対
    して超音波の送受波を行う超音波診断装置において、 第１超音波を生体内に送波する第１送波手段と、 前記第１超音波が生体内で反射することにより生成され
    た第１反射波を受波し、第１受信信号を出力する第１受
    波手段と、 前記第１超音波と同一位相関係にある第２超音波を生体
    内に送波する第２送波手段と、 前記第２超音波が生体内で反射することにより生成され
    た第２反射波を受波し、第２受信信号を出力する第２受
    波手段と、 前記第１受信信号と前記第２受信信号との差分を演算し
    て差分合成信号を出力する信号合成手段と、 基本波成分及び高調波成分に対応した通過帯域特性を有
    し、前記差分合成信号を入力して第１フィルタ出力信号
    を出力する第１フィルタと、 高調波成分に対応した通過帯域特性を有し、前記第２受
    信信号を入力して第２フィルタ出力信号を出力する第２
    フィルタと、 前記第１フィルタ信号と前記第２フィルタ信号とを加算
    して、基本波成分及び高調波成分の各含有割合が調整さ
    れた両成分含有信号を生成する加算手段と、 前記両成分含有信号に基づいて超音波画像を形成する画
    像形成手段と、を含むことを特徴とする超音波診断装
    置。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の装置において、 前記両成分含有信号に対して検波を行う検波手段を含
    み、 前記画像形成手段には前記検波後の両成分含有信号が入
    力されることを特徴とする超音波診断装置。
12. 【請求項１２】 請求項１０記載の装置において、 前記第１フィルタ出力信号に対して検波を行う第１検波
    手段と、 前記第２フィルタ出力信号に対して検波を行う第２検波
    手段と、 を含み、 前記加算手段には、前記検波後の第１フィルタ出力信号
    及び前記検波後の第２フィルタ出力信号が入力されるこ
    とを特徴とする超音波診断装置。
13. 【請求項１３】 コントラスト剤が注入された生体に対
    して超音波の送受波を行って超音波画像を形成する超音
    波診断装置において、 第１超音波を生体内に送波する第１送波手段と、 前記第１超音波が生体内で反射することにより生成され
    た第１反射波を受波し、第１受信信号を出力する第１受
    波手段と、 前記第１超音波と所定の位相関係にある第２超音波を生
    体内に送波する第２送波手段と、 前記第２超音波が生体内で反射することにより生成され
    た第２反射波を受波し、第２受信信号を出力する第２受
    波手段と、 前記第１受信信号と前記第２受信信号とを合成し、合成
    信号を出力する信号合成手段と、 前記合成信号に基づいて超音波画像を形成する画像形成
    手段と、 を含み、 前記超音波画像におけるコントラスト剤の輝度分布と生
    体組織の輝度分布とを相対的に変化させる手段を含むこ
    とを特徴とする超音波診断装置。